談起行動裝置(Mobile Device),相信大多數人都會聯想蘋果電腦(Apple)的iPod。的確,其輕巧的造形、時尚的外觀設計,以及容易操作的使用介面,迅速擄獲消費者的芳心,並在全球消費性電子產業中,颳起一陣MP3播放器銷售熱潮,也讓可攜式產品成了消費性電子產業中,另一項重要的成長驅動力。
嚴格來說,促成可攜式產品風行的另一個主因,即是數位內容的普及。藉由影音內容的數位化,使得消費者可以在隨身攜帶的裝置中,聽音樂或觀賞影片。而這些數位化的影音內容,即須藉由大容量的儲存媒體來儲存,以達到行動化的要求。
眾所周知,隨著快閃記憶體技術的進展,NAND型快閃記憶體近年來出貨量大幅增長,MP3播放器與可攜式產品即為其主要的應用領域之一。另一方面,原本用於個人電腦的硬碟,拜科技進步之賜,也在可攜式產品市場找到個人電腦以外另一遍揮灑的天地。
在可攜式儲存解決方案耕耘許久的傑爾系統(Agere System)指出,近年來微型硬碟技術已大幅精進,將有助於提升其在可攜式產品應用。Agere資深經理Fadi Afa Al-Refaee(圖1)指出,傳統數位裝置正面臨前所未有的衝擊,如今已無不具備儲存功能的數位行動裝置,而這也將使得1吋左右的微型硬碟成為市場上重要的產品。他以iPod為例表示,iPod的成功顯示消費者對於薄形化產品的需求,這將驅動相關元件的突破發展。而Agere也正與消費電子製造商和硬碟製造商共同合作,希望從整體系統設計的角度,來提升產品效能,同時降低成本與功耗,以延長產品的使用壽命。目前Agere已與一家原始設備製造商(OEM)合作研發出厚度僅9毫米的硬碟,類似iPod Nano,將一改以往人們對於硬碟產品厚重的印象。
Al-Refaee指出,以往硬碟最為消費者所詬病的即是可靠性不夠,如今在Agere的技術加持下,硬碟的效能已大幅改善,即使從1.5公尺高的地方墜落,仍可維持正常運作。
由今年初3GSM大會開始延燒的行動電視(Mobile TV)熱潮,已即將成為行動裝置的另一項殺手應用,預料將帶動行動裝置對儲存容量的需求向上攀升。Al-Refaee也認為,隨著愈來愈多服務供應商開始推出多元的影片內容服務後,將再度刺激消費者對於儲存容量的需求。
然而究竟需要多大的容量?又該如何在硬碟與快閃記憶體間做出抉擇?則須視不同應用情形而定。Al-Refaee指出,以服務供應商宣稱影像內容約需要15~20GB儲存容量才堪用的情形來看,即使目前最好的硬碟產品,最高容量也只能提供12GB,因此硬碟製造商仍須加緊研究,以早日提高儲存密度。
具有儲存的基本特性後,如何藉由各種傳輸技術,來達到資訊的傳遞、分享,則是另一個可攜式產品設計的重點所在。以目前的現況看來,多半仍是以USB傳輸技術較為普遍,然而,Gartner首席分析師Stan Bruederle指出,無線傳輸技術的成熟將一改現今以個人電腦為中心的資訊傳遞模式。
目前積極搶進可攜式產品領域的無線傳輸技術眾多,包括藍芽(Bluetooth)、無線區域網路(WLAN/WiFi),以及超寬頻(UWB)均爭相出頭,不過從未來多媒體影音內容對頻寬需求殷切來看,WiFi與UWB似乎較具發展潛力。
在無線技術的發展上舉足輕重的博通(Broadcom)認為,WiFi在市場上已建立起相當成功的使用典範,是未來可攜式裝置最佳的無線傳輸技術。Broadcom資深產品行銷經理David Cohen(圖2)指出,WiFi技術正在經歷轉變,由早期802.11b標準,到2002年的802.11g標準,甚至現在802.11n的標準,WiFi使用的可能性已愈來愈廣,由早期的家用網路市場,擴大到機上盒(STB)、可攜式多媒體播放器(PMP)與手機等應用領域。
Cohen表示,消費者對於WiFi的使用環境已相當熟悉,且相關產品的軟體支援也甚為成熟,再加上802.11n在傳輸頻寬與服務品質(QoS)上的提升,都將有助於該技術在可攜式產品上取得主導地位。
以發展UWB技術為主的新創公司Artimi則持不同看法,認為UWB高速的傳輸頻寬更適合可攜式裝置影音內容的傳輸與接收。Artimi產品行銷總監Gillian Ewers(圖3)表示,針對可攜式產品的消費者希望藉由無線網路隨時下載影音內容的需求,目前僅具有20Mbps傳輸率的傳輸技術根本不敷使用,而UWB傳輸率高達480Mbps,為其他技術的數十倍,除可處理龐大影音外,還可達到省電要求。此外,她也強調,UWB可與其他傳輸技術相結合,因此不需要任何基礎建設即可普及使用。
另一家無晶圓新創公司Pulse-Link,同樣也以發展UWB解決方案為主,儘管其所採用的C-WAVE規格與Artimi所依循的WiMedia陣營標準不同,但亦相當看好UWB未來發展的潛力。Pulse-Link總裁暨營運長Bruce Watkins(圖4)認為,整體而言,可攜式產品的應用將會以影像為中心,因此該公司的產品,主要是聚焦在Wireless DVI、Wireless HDMI、Wireless 1394,將以更快的傳輸速率,與兼具高畫質影音內容保護機制的優勢,取代傳統同軸電纜。
Bruederle指出,根據Gartner的統計,2005年光是創投公司就投入近13億美元在發展無線技術為主的新創公司上,較2004年增加24%,其中,更有4億多美元在投資UWB。
眼看著UWB的勢力逐漸抬頭,WiFi技術的支持者卻依舊處之泰然。Broadcom研究與發展部門副總裁Ed Frank(圖5)強調,Broadcom在無線技術的研發上主要是以需求量大的主流市場為重心,並全力整合各方資源以達產品效能的最佳化。由於UWB目前仍非主流技術,且產品需求也不高,因此Broadcom目前並不會打算投入UWB市場。
Frank指出,不論未來可攜式產品裝置所採用的主流無線技術為何,但至少可以預見的是,在功能整合的趨勢下,一項行動裝置中將可能同時具備多種無線技術,因此未來最大的挑戰,將是確保這些不同的無線技術可共同存在,並順利地無縫連接或轉換。
事實上,在可攜式產品的系統中,前述所提到的儲存與傳輸皆須消耗可觀功耗,再加上螢幕顯示器與影音播放的處理等,讓可攜式產品的電源管理問題顯得格外重要。
美信積體(Maxim)資通訊電源產品管理總監Chris Neil(圖6)即指出,電池壽命、產品體積、生產成本與上市時程是可攜式產品製造商規畫電源管理功能時的四大判斷指標。在不影響系統效能的理想狀態下,儘可能減少系統所需的IC,如此一來,將導致更多整合的需求,相對造成設計上的複雜性與困難度。而為了達到上述整合的目的,電源管理IC供應商則必具備類比IC設計的專業技術,以及時滿足客戶不同需求。
此外,IC設計業者也必須具有客製化系統的能力,並對整體系統架構有完整的概念與熟悉度,才能愈精準地滿足客戶需求。
快捷半導體(Fairchild Semiconductor)資深總監Nazzareno Rossetti(圖7)則強調,電源管理的價值,即在於達到電源轉換的最高效率,以延長電池壽命。而達成高效率的作法在於採用主動式的電源管理,包括主動偵測系統運作情形,將暫時不需要的功能區塊的電源供應關掉,或是根據系統運作劃分不同的電力使用階段。他還指出,隨著電池輸出電壓由3伏特持續降低至2.2伏特,將使得未來電源管理的設計面臨更多的挑戰。
除了電源管理技術上的挑戰外,美國國家半導體(National Semiconductor, NS)也從客戶的反應中察覺到電源管理市場的轉變。NS行銷策略總監Paul Greenland(圖8)表示,由於消費性電子產品的特性使然,許多業者對產品的規畫逐漸朝向少量多樣,以多樣的產品去測試市場的反應,而在這五花八門的產品型錄,差異化即成了產品突出的重要關鍵。因此,愈來愈多系統業者將電源設計視為是產品差異化的主要特色。
Greenland以摩托羅拉(Motorola)在中國大陸市場推出Razr新款手機為例指出,由於中國大陸當地有許多手機業者也向NS購買電源管理IC,因此摩托羅拉為了強化產品差異化,特別要求NS與其合作,針對新款手機設計最佳的電源管理IC。
對於此種現象,Greenland認為,這不僅代表電源管理對可攜式產品的重要性升高,也顯示系統廠對電源管理價值的重視。不過,Greenland也強調,這種高度客製化的服務,必須與系統業者保持緊密的合作關係,愈了解系統對產品的期望,所設計出來的電源管理IC就更適合客戶需求。
整體而言,儘管可攜式產品市場商機誘人,然而其相關技術或規格的演進變化快速,相對造成業者投入的風險。Skyworks Solutions匯流排發展部門副總裁Joe Adam(圖9)即認為,可攜式產品市場每年出貨量均相當可觀,相對也讓系統業者的產品競爭愈加激烈,不論是一線大廠或新創公司均無法避免此一挑戰,因此如何保持系統設計的彈性,並具備掌握市場脈動的能力,將是適者生存的重要關鍵。